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IMC:了解疾病的微环境的无限可能性

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了解疾病的微环境至关重要。根据肿瘤中细胞类型的组合,靶向癌症疗法可能无效。同样,胰腺组织中的免疫细胞浸润可能表明 1 型糖尿病进展。多年来,只能通过流式细胞仪或有限的组织染色在单细胞快照中看到这种复杂的景观。成像质谱流式 (IMC) 现在呈现出这个动态世界的全景。

IMC 可在细胞和组织水平上使多达 40 种蛋白质标记成像。组织样本用抗体标记,每个抗体都与不同的稀土金属同位素偶联。然后样品置于腔室内,在那里激光降解抗体,释放同位素进入相邻的飞行时间质谱细胞计数器 (CyTOF®) 中进行电离并依据相关的质荷比鉴定。通过标记类型和位置对这些数据进行编辑会产生多维组织图(图 1)。

Kris Hargraves 的质谱流式细胞法图 1. Kris Hargraves 的大规模细胞计数过程。图片由 Noel de Miranda 博士提供。

 

瑞士苏黎世大学的 Charlotte Giesen 博士于 2014 年首次报道了这种用于组织分析的方法。IMC 可在乳腺癌组织样本中以 1 µm 的细胞分辨率对 32 种蛋白质及其相关的翻译后修饰进行成像。1

这些样本的 IMC 成像通常与病理学家通过传统组织染色对乳腺癌亚型进行分类有关。但是,例外情况显示出更大的肿瘤异质性。至少有一例被分类为受体 ER、PR 和 HER2 的三阴性的病例证明了 HER2+ 细胞的亚群。该结果表明针对 HER2 受体的靶向疗法对于该患者可能是可行的治疗选择。

优点

几种标记的共定位检测极大地扩展了通过免疫荧光进行传统组织染色的范围。稀土金属同位素并非天然存在于细胞中,这消除了内在的背景问题。通过质量检测标记还可以实现更高的靶标特异性,这与通常在发射图谱上重叠的免疫荧光标记不同。

在最近的一次合作中,莱顿大学医学中心的 Noel de Miranda 博士和 Frits Koning 博士使用 IMC™ 检测人胎儿肠道内部的外源抗原暴露情况。2

de Miranda 告诉 Cell Signaling Technology (CST):“研究同一组织中不同细胞亚群之间的相互作用是一项很棒的技术。”

挑战性

该技术并非没有挑战。对于许多靶标,目前市场上尚不能购买标记有稀有金属同位素的抗体。基于这个事实,加上在适当的组织样本制备过程中需要强大的信号,经常需要研究人员生成自己的抗体组合。

“构建一个包含大约 40 种抗体的检验组合是一项艰巨且繁重的任务,”de Miranda 说:“您想使用多种经彻底验证的抗体,从而它们中大多数可以立即发挥作用。

CST 协助

de Miranda 博士说道,CST 的工具(例如经过验证的无载体抗体)极大地帮助了他的 IMC 工作(图 2),并强调样品中一抗的靶标特异性对于成功至关重要。
结直肠癌组织的质谱流式细胞图

图 2. 具有以下蛋白质靶标的结直肠癌组织的大量细胞计数图像:Pan-Keratin (C11) Mouse mAb #4545 和 Mouse Anti-pan Cytokeratin antibody(红色)、Vimentin (D21H3) XP® Rabbit mAb #5741(蓝色)、Ki-67 (8D5) Mouse mAb #9449(黄色)、CD31 (PECAM-1) (89C2) Mouse mAb #3528(白色)和 CD3ε (D7A6E™) XP® Rabbit mAb #85061(绿色)。图片由 Noel de Miranda 博士提供。

 

de Miranda 博士表示,CST“对于推进我们的研究至关重要,双方将继续合作开发新技术方法”。IMC 继续解锁以前隐藏的组织微环境世界。

更多了解 CST 如何助您取得下一个 IMC 实验成功。 

选择以下参考文献

  1. Giesen C, Wang HA, Schapiro D, et al. Highly multiplexed imaging of tumor tissues with subcellular resolution by mass cytometry. Nat Methods. 2014;11(4):417-422. doi:10.1038/nmeth.2869
  2. Li N, van Unen V, Abdelaal T, et al. Memory CD4+ T cells are generated in the human fetal intestine. Nat Immunol. 2019;20(3):301-312. doi:10.1038/s41590-018-0294-9

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